khảo sát quy trình sản xuất bia tại công ty bia sài gõn – sóc trăng

Tổ nấu Tổ chức thực hiện công đoạn nấu trong quy trình sản xuất bia: từ nguyên liệu malt, gạo, houblon, nước,…tạo ra sản phẩm là nước nha lạnh giao cho tổ lên men-lọc đảm bảo chất lượng

Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện

Lớp: CB1108l1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NĂM 2013

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang ii

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY 2

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 2

2.2 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG TY 2

2.3 CƠ CẤU TỔ CHỨC NHÀ MÁY BIA SÀI GÕN – SÓC TRĂNG 3

2.3.1 Tổ nấu 4

2.3.2 Tổ lên men 4

2.3.3 Tổ thành phẩm 4

CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA SÀI GÕN – ĐỎ 5

3.1 NGUYÊN LIỆU VÀ PHỤ GIA TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 5

3.1.1 Malt 5

3.1.2 Sơ đồ quy trình sản xuất malt đại mạch 6

3.1.2.1 Hạt đại mạch 6

3.1.2.2 Thu nhận, làm sạch và phân loại hạt đại mạch 7

3.1.2.3 Ngâm đại mạch 7

3.1.2.4 Ươm mầm 7

3.1.2.5 Sấy malt tươi 7

3.1.2.6 Tách rễ và đánh bóng 7

3.1.3 Thế liệu 7

3.1.3.1 Thế liệu dạng lỏng 7

3.1.3.2 Thế liệu dạng hạt 8

3.1.4 Hoa houblon 9

3.1.5 Nước 11

3.1.6 Nấm men 13

3.1.7 Phụ gia trong sản xuất 15

3.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT TỔNG QUÁT BIA SÀI GÕN ĐỎ 16

3.3 THUYẾT MINH CÔNG ĐOẠN NẤU NƯỚC NHA 17

3.3.1 Sơ đồ công đoạn nấu nước nha 17

3.3.2 Xử lý nguyên liệu 18

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang iii

3.3.2.1 Làm sạch nguyên liệu 18

3.3.2.2 Nghiền malt, gạo 18

3.3.3 Quá trình nấu – đường hóa nguyên liệu 22

3.3.3.1 Quá trình hồ hóa – dịch hóa 22

3.3.3.2 Quá trình đường hóa 24

3.3.3.3 Nhừng yếu tố ảnh hưởng và biện pháp nâng cao hiệu suất của quá trình đường hóa 26

3.3.4 Lọc dịch đường 28

3.3.4.1 Mục đích 28

3.3.4.2 Quá trình lọc dịch đường 28

3.3.4.3 Những ảnh hưởng đến quá trình lọc 29

3.3.5 Nồi trung gian 29

3.3.6 Quá trình đun dịch đường với houblon 30

3.3.7 Lắng cặn nước nha 31

3.3.7.1 Mục đích 31

3.3.7.2 Lắng cặn 31

3.3.8 Làm lạnh dịch đường 31

3.3.8.1 Mục đích 31

3.3.8.2 Làm lạnh nước nha 31

3.3.9 Sục khí vô trùng 32

3.4 CÔNG ĐOẠN LÊN MEN 33

3.4.1 Sơ đồ công đoạn lên men 33

3.4.2 Cấy men, thu hồi nấm men 33

3.4.2.1 Cấy nấm men vào dịch lên men 33

3.4.2.2 Thu hồi nấm men 34

3.4.3 Kỹ thuật lên men bia 34

3.4.3.1 Lên men chính 34

3.4.3.2 Lên men phụ 36

3.4.3.3 Một số biến đổi sinh hóa trong quá trình lên men 36

3.4.3.4 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 39

3.4.4 Lọc trong 41

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang iv

3.4.5 Pha bia 42

3.4.6 Bào hóa CO2 và tàng trữ bia 42

3.5 CÔNG ĐOẠN HOÀN THIỆN SẢN PHẨM 44

3.5.1 Sơ đồ quy trình tổ chiết 44

3.5.2 Rửa chai 44

3.5.3 Chiết bia vào chai 45

3.5.3.1 Mục đích 45

3.5.3.2 Các giai đoạn chiết bia 45

3.5.4 Thanh trùng – kiểm tra 45

3.5.5 Dán nhãn – in date 46

3.5.6 Vô két – lưu kho 46

CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP & NƯỚC THẢI 48

4.1 HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP 48

4.1.1 Sơ đồ xử lý nước cấp 48

4.1.2 Thuyết minh quy trình 48

4.2 HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 49

4.2.1 Sơ đồ xử lý nước thải 49

4.2.2 Thuyết minh quy trình 49

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO vi

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang v

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1 Sơ đồ cơ cấu tổ chức của nhà máy Bia Sài Gòn -Sóc Trăng 3

Hình 2 Một số loại malt và các sản phẩm từ malt 5

Hình 3 Sơ đồ quy trình sản xuất malt đại mạch 6

Hình 4 Hình ảnh về cây đại mạch 6

Hình 5 Hạt malt 6

Hình 6 Hoa houblon 9

Hình 7 Houblon cao 9

Hình 8 Houblon viên 9

Hình 9 Các hợp chất đắng trong hoa houblon 10

Hình 10 Nấm men chìm Carlsbergensis 13

Hình 11 Sơ đồ quy trình sản xuất bia 16

Hình 12 Sơ đồ công đoạn xử lý nước nha 17

Hình 13 Sơ đồ công đoạn lên men 33

Hình 14 Thiết bị lên men 34

Hình 15 Sơ đồ quy trình tổ chiết 44

Hình 16 Ảnh về bia sài gòn đỏ 46

Hình 17 Sơ đồ xử lý nước cấp 48

Hình 18 Sơ đồ xử lý nước thải 50

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang vi

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1 Tiêu chuẩn nguyên liệu gạo 8

Bảng 2 Thành phần hóa học của houblon 10

Bảng 3 Một số tiêu chuẩn về nước nha 32

Bảng 4 Nước sử dụng để pha bia 42

Bảng 5 Tiêu chuẩn bia TBF 43

Bảng 6 Bảng thể hiện khoang nhiệt độ thanh trùng 46

Bảng 7 Thể hiện tiêu chuẩn chất lượng bia thành phẩm 47

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang 1

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay bia đã trở thành một khía cạnh của nền ẩm thực, loại nước uống thông dụng trong buổi tiệc, liên hoan,… của mọi người, mọi nhà, mọi miền, mọi quốc gia trên thế giới Khi đời sống kinh tế phát triển nhu cầu tiêu thụ bia của con người ngày càng tăng, thậm chí trở thành loại nước giải khát không thể thiếu hằng ngày đối với người dân phương Tây

Bia được đưa vào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự có mặt của nhà máy bia

Hà Nội và Sài Gòn Bia được người Việt định nghĩa là loại đồ uống có độ cồn thấp được làm từ nguyên liệu là malt đại mạch, houblon, nước và nấm men Ngoài ra, bia còn chứa rất nhiều các vitamin, đường, acid amin… cung cấp giá trị dinh dưỡng

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các cải tiến trong công nghệ sản xuất bia đã xuất hiện Trước tình hình đó Tổng Công Ty Bia - Rượu - Nước Giải Khát Sài Gòn đã không ngừng cải tiến công nghệ, trang thiết bị, đào tạo đội ngũ cán

bộ và không ngừng mở thêm chi nhánh để thị trường Bia Sài Gòn ngày càng lớn mạnh với phương châm “ Uy Tín Chất Lượng” là trên hết

Để hiểu rõ hơn về công nghệ sản xuất bia tại Công ty Bia Sài Gòn Sóc Trăng,

đề tài “ Khảo sát quy trình sản xuất bia Sài Gòn 355” phần nào đó sẽ giới thiệu

được khái quát quy trình sản xuất bia trong thực tế và những yếu tố chi phối chất lượng sản phẩm bia

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang 2

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY BIA

SÀI GÒN – SÓC TRĂNG

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Nhà máy Bia Sài Gòn-Sóc Trăng trực thuộc Công ty Bia Sài Gòn-Miền Tây (WSB), Công ty Bia Sài Gòn-Miền Tây được thành lập trên cơ sở hợp nhất Công

ty Cổ phần Bia Sài Gòn-Cần Thơ và Công ty Cổ phần Bia sài Gòn-Sóc Trăng

- Địa chỉ: 483 quốc lộ 1 A, khóm 5, phường 2, TP Sóc Trăng, tỉnh Sóc

Trăng, có diện tích 13.382 m2

- Tên giao dịch: SOCTRANG BREWERY

- Điện thoại: 0793826494

2.2 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG TY

Sóc Trăng là tỉnh thuần nông với 87% hoạt đông trong lĩnh vực nông nghiệp

và để giải quyết lao động địa phương có thêm công ăn việc làm, UBND tỉnh đã chủ trương xây dựng một nhà máy bia với công suất ban đầu là 5 triệu lít/ năm và dễ dàng năng công suất lên 10 triệu lít/ năm

Đầu năm 1992 UBND tỉnh Sóc Trăng đã chấp thuận cho Công ty lương thực nghiên cứu và lập dự án xây dựng một Nhà máy bia với công suất nhỏ nhưng có khả năng mở rộng cho những năm tiếp theo Công ty Lương Thực đã chọn nhãn hiệu bia ISENBECK của tập đoàn bia WARTEINER – và thiết bị của hai hãng KRONER, STEINECKER của Công ty Công Hòa Liên Bang Đức để thực hiện nhà máy bia

Ngày 20/09/1996 Nhà máy Bia Sóc Trăng chính thức được thành lập theo quyết định số 752/QĐ.TCCB.95 của UBND tỉnh Sóc Trăng

Các giai đoạn hình thành và phát triển của Nhà máy:

* Giai đoạn từ 09/1995 đến 08/1997

Các chuyên gia người Đức, các kỹ sư và công nhân Việt Nam cùng tiến hành xây dựng, đầu năm 1996 nhà máy bia đã sản xuất ra những mẻ thử đầu tiên để điều chỉnh các thông số kỹ thuật của máy móc thiết bị

Ngày 27/02/1996 đã được chọn là ngày ra mắt sản phẩm mang thương hiệu ISENBECK cùng là ngày khánh thành nhà máy Dòng bia mang nhãn hiệu ISENBECK sau 06 tháng ra mắt đã kết thúc tại Việt Nam, như vậy hợp đồng liên doanh giữa Nhà máy Bia Sóc Trăng và hàng WARSTEIKER xem như chấm dứt

Ngày 01/08/1997 hợp đồng chuyển nhượng license của Công ty Bia Sài Gòn với Công ty Bia Sóc Trăng về việc sản xuất bia Sài Gòn tại Công ty Bia Sóc Trăng,

đó là một phương án giải quyết khó khăn cho Công ty Bia Sóc Trăng

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang 3

* Giai đoạn từ 08/1997 đến 01/2001

Để giải quyết sự phân biệt sản phẩm bia Sài gòn sản xuất tại Sóc Trăng và sản xuất tại Sài Gòn nên ngày 01/01/2001 Công ty Bia Sóc Trăng chính thức sáp nhập vào Công ty Bia Sài Gòn theo quyết định số 26/QĐ-HĐQT của Chủ tịch hội đồng quản trị Tổng công ty Rượu-Bia-NGK Việt Nam Công ty Bia Sóc Trăng được đổi tên thành Nhà máy Bia Sóc Trăng- một đơn vị trực thuộc Công ty Bia Sài Gòn

* Giai đoạn từ 01/2001 đến 11/2004

Năm 2001 là cột mốc đáng nhớ cho toàn thể cán bộ công nhân viên nhà máy bia Sóc Trăng đã xây dựng hoàn chỉnh hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9002:1994 và được tổ chức BVQI cấp giấy chứng nhận

Năm 2003 nhà máy Bia Sóc Trăng chính thức được đổi tên thành Nhà máy Bia Sài Gòn-Sóc Trăng Vào tháng 08/2003

* Giai đoạn từ 05/2006 đến nay

Căn cứ Điều lệ của Công ty Cổ phần Bia Sài Gòn-Miền Tây được đại hội cổ đông hợp nhất thông qua ngày 27/05/2006; Công ty Bia Sài Gòn-Sóc Trăng được chuyển đổi thành Nhà máy Bia Sài Gòn-Sóc Trăng trực thuộc Công ty cổ phần Bia Sài Gòn-Miền Tây Hiện nay Nhà máy sản xuất với công suất 30 triệu lít/năm

2.3 CƠ CẤU TỔ CHỨC NHÀ MÁY BIA SÀI GÕN-SÓC TRĂNG

Chức

Giám đốc

Phó giám đốc

Phó giám đốc

Phòng hành chính tổng hợp

Phòng

kế toán

Phòng kt kỹ thuật

Tổ nấu Tổ lên men Tổ thành

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang 4

2.3.1 Tổ nấu

Tổ chức thực hiện công đoạn nấu trong quy trình sản xuất bia: từ nguyên liệu malt, gạo, houblon, nước,…tạo ra sản phẩm là nước nha lạnh giao cho tổ lên men-lọc đảm bảo chất lượng và tiến độ sản xuất theo kế hoạch của nhà máy

2.3.2 Tổ lên men

Tổ chức thực hiện công đoạn lên men, lọc bia trong quy trình sản xuất bia: từ nước nha lạnh nhận của tổ nấu và nguyên liệu lên men…thực hiện quy trình lên men, lọc bia, pha bia, tạo ra sản phẩm là bia sau lọc (còn gọi là bia BBT hay TBF) giao cho tổ thành phẩm đảm bảo chất lượng và tiến độ sản xuất theo kế hoạch của nhà máy

2.3.3 Tổ thành phẩm

Nhận bia sau lọc (BBT/TBF), tổ chức thực hiện công đoạn rửa chai, chiết, đóng nắp, thanh trùng, dán nhãn in date hoàn thiện bao bì, đảm bảo chất lượng và tiến độ sản xuất theo kế hoạch của nhà máy

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang 5

CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA SÀI GÕN ĐỎ

3.1 NGUYÊN LIỆU VÀ PHỤ GIA TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

3.1.1 Malt

Malt là sản phẩm được chế biến từ các hạt hòa thảo như đại mạch, tiểu mạch, ngô… Sau khi cho nảy mầm ở điều kiện nhân tạo và sấy đến độ ẩm nhất định trong những điều kiện bắt buộc Tuy nhiên, malt đại mạch được chọn làm nguyên liệu sản xuất chính mà các nguyên liệu khác khó có thể thay thế được

Malt được nhập khẩu từ các nước Đức, Úc, Pháp,…thông qua tổng Công ty SABECO và được vận chuyển về công ty bằng các xe chuyên dùng Đồng thời cũng tiến hành kiểm tra lô hàng đạt tiêu chuẩn theo quy định của Công ty

Có rất nhiều loại malt đại mạch, với mỗi loại có màu sắc khác nhau cũng như mùi vị sẽ đặc trưng cho từng loại được thể hiện qua hình 2:

+ Trọng lượng tuyệt đối malt là từ 28÷38g/1000 hạt

Sơ đồ quy trình sản xuất malt đại mạch

Hạt đại mạch được sản xuất thành malt theo quy trình sau (hình 3)

3.1.1.1 Hạt đại mạch

Đại mạch là nhóm thực vật có hạt (sper mophyta), thuộc họ lúa mì (Gramineae) là loại thực vật 1 năm và được chia thành 2 nhóm: đại mạch mùa đông; đại mạch mùa xuân Tùy vào số hàng mà ta có đại mạch hai hàng hay đại mạch đa hàng Trong đó, đại mạch hai hàng được dùng chủ yếu trong sản xuất bia

Cấu tạo hạt malt đại mạch gồm 3 phần chính: vỏ hạt, phôi và nội nhũ

Vỏ hạt: hầu hết các loại đại mạch đều có vỏ trấu, vỏ đại mạch có thể chia

thành 3 lớp chính: lớp vỏ trấu, vỏ lụa, vỏ aloron

Vỏ trấu: lượng vỏ trấu chiếm khoảng 7÷8% trọng lượng chất khô của hạt,

kích thước hạt càng bé thì tỷ lệ vỏ càng cao so với trọng lượng của khối hạt Đối với công nghệ sản xuất bia vỏ hạt gây ảnh hưởng hai mặt:

+ Mặt bất lợi là vì trong vỏ có chứa các chất màu, chất đắng và chất chát Nếu các chất này hòa tan vào dịch đường sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm

+ Mặt lợi của lớp vỏ là đóng vai trò tạo thành màng lọc trong quá trình tách

bã khỏi khối cháo

Hình 3 Sơ đồ quy trình sản xuất malt đại mạch

Hình 4 Hình ảnh về cây đại mạch Hình 5 Hạt malt

Nguyên liệu Làm sạch Ngâm đại

mạch

Ươm mầm

Sấy malt tươi

Tách rễ

& đánh bóng

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang 7

Phôi: là cơ quan sống, hô hấp của hạt và thường chiếm từ 2,5÷5% trọng

lượng hạt

Nội nhũ: chiếm từ 45÷68% trọng lượng hạt, phần này giữ vai trò quan trọng

quyết định đến chất lượng của hạt đại mạch trong sản xuất bia

3.1.1.2 Thu nhận, làm sạch và phân loại hạt đại mạch

Nhằm loại bỏ các hạt bụi, các bào tử vi khuẩn, nấm mốc bám trên vỏ đại mạch Các hạt đại mạch có kích cỡ khác nhau sẽ hút nước khác nhau và nảy mầm không đồng đều Vì thế phải phân loại đại mạch theo cỡ hạt

3.1.1.3 Ngâm đại mạch

Nhằm loại bỏ hạt lép, các tạp chất, các mẩu hạt gãy vụn, rửa sạch bụi và một

số vi sinh vật, côn trùng bám trên hạt và tạo điều kiện để hạt hút thêm một lượng nước tự do, sao cho tổng hàm ẩm của hạt đạt 43-45% với nhiệt độ ngâm hạt tối ưu

là 10-12oC

3.1.1.4 Ươm mầm

Mục đích là tạo hay hoạt hoá hệ enzyme amylase có khả năng đường hoá tinh bột dự trữ trong nội nhũ Tấn công và làm thay đổi khả năng thẩm thấu màng tế bào của nội nhũ Hoà tan protein bởi hệ enzyme protease, làm nội nhũ mềm ra

3.1.1.5 Sấy malt tươi

Tách nước ra khỏi hạt, hạ hàm ẩm của chúng xuống 1,5-3,5% để chuyển chúng thành sản phẩm bền vững, dễ dàng cho việc vận chuyển, bảo quản

Quá trình quan trọng nhất ở giai đoạn sấy malt là phản ứng tạo melanoid-một hợp chất bao gồm nhiều hợp chất, ở mức độ rất cao chi phối màu sắc, khả năng tạo

và giữ bọt của bia đen Quá trình sấy được tiến hành ở nhiệt độ cao, malt vàng (75oC); malt đen (105oC)

3.1.1.6 Tách rễ và đánh bóng

Trong thành phần của rễ malt có chứa nhiều hợp chất thuộc nhóm alkaloid Nếu những hợp chất này tồn tại trong bia sẽ gây ra vị đắng rất khó chịu Mặt khác, một số cấu trúc trong thành phần hóa học của rễ malt là nguyên nhân tạo ra nhiều rượu bậc cao Việc loại bỏ rễ phải tiến hành ngay sau khi sấy xong, khi hạt malt còn nóng và rễ còn giòn

3.1.2 Thế liệu

3.1.2.1 Thế liệu dạng lỏng

Xiro caramel: loại xiro caramel là sản phẩm từ đường hoặc xiro tinh bột giàu glucose Quá trình caramel hoá diễn ra ở nhiệt độ và áp suất cao, caramel dùng để điều chỉnh màu của bia

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang 8

3.1.2.2 Thế liệu dạng hạt

Gồm các dạng ngũ cốc như hạt gạo, ngô, kê,…các hạt này được sử dụng ở trạng thái chưa nảy mầm và đưa vào chế biến dưới dạng bột nghiền mịn, phối trộn cùng với bột malt Về khả năng thay thế malt đại mạch trong sản xuất bia thì gạo được dùng nhiều hơn cả Nhà máy bia Sài Gòn – Sóc Trăng sử dụng gạo trong công đoạn nấu dịch đường với tỷ lệ 30%

Gạo là loại thế liệu lý tưởng để thay thế malt vì có hàm lượng glucid và protein khá cao, có khả năng chuyển hóa thành các chất hòa tan tốt, được sử dụng ở trạng thái chưa nảy mầm và đưa vào chế biến dưới dạng bột nghiền mịn, phối trộn cùng với bột malt Trong thành phần chất khô của gạo thì tinh bột chiếm tới 75%; 8% protein; 1-1,5% chất béo; 0,5-0,8% cellulose; 1-1,2% chất khoáng

Nhà máy sử dụng thế liệu gạo nhằm mục đích:

+ Hạ giá thành sản phẩm

+ Tăng cường độ bền keo

+ Hàm lượng protein cao phân tử và tanin trong gạo rất thấp, hạn chế ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia

+ Sản xuất bia nhẹ hơn và sáng màu hơn bia sản xuất hoàn toàn bằng malt + Gạo có hàm lượng tinh bột rất cao, hàm lượng protein thấp

Gạo nguyên liệu được thu mua thông qua tổng Công ty và được vận chuyển

về nhà máy bằng các phương tiện chuyên dùng Gạo được kiểm tra cảm quan bên ngoài cũng như độ ẩm thể hiện ở bảng 1:

Bảng 1 Tiêu chuẩn nguyên liệu gạo

Các chỉ tiêu Thông số kiểm soát

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang 9

3.1.3 Hoa Houblon

Cây Houblon có tên khoa học là “Humulus

Lupulus”, là một loại thực vật ưa ẩm, thuộc họ dây leo,

thích hợp khí hậu ôn đới, được trồng nhiều ở Đức, Mỹ

Có 2 loại Hupblon là: Houblon bittermiss và Houblon

Aroma Cả 2 loại này đều phải được bảo quản ở nhiệt

độ 5-10oC để giảm độ mất mát của acid Trong sản xuất

bia sử dụng các búp hoa của cây cái Trong hoa cái có

chứa các chất nhựa đắng và tinh dầu, chính các thành

phần này cung cấp cho bia các cấu tử đắng và thơm

làm tăng khả năng tạo bọt và giữ bọt cho bia, làm tăng

độ bền keo và giúp ổn định sản phẩm

Nhà máy Bia Sài Gòn-Sóc Trăng sử dụng 2 loại houblon trong quy trình công nghệ gồm: houblon cao và houblon viên

 Vai trò của houblon trong sản xuất bia

o Tạo vị đắng dịu cho bia

o Tạo cho bia có hương thơm đặc trưng

o Làm tăng độ bền keo và ổn định sản phẩm

Houblon cao

Houblon cao (hình 7) Cung cấp vị đắng dịu cho bia, dạng sệt màu xanh lá

đậm Houblon cao khi tiến hành trích ly sẽ tách được chất đắng trong hoa ở dạng đậm đặc, chất lượng của chất đắng được bảo toàn, sử dụng thuận tiện và hiệu quả hơn

Houblon viên

Houblon viên (hình 8) tạo mùi đặc trưng cho bia ở dạng viên nhỏ màu xanh,

sử dụng houblon viên sẽ tiết kiệm trong bảo quản và vận chuyển

Ngoài ra, houblon viên còn cung cấp một lượng polyphenol có hoạt tính cao trong quá trình kết hợp với protein tạo phức tanin – protein không tan Sử dụng houblon viên sẽ giảm lượng bã thải ra do trong quá trình sản xuất đã loại bỏ phần cuống và cánh hoa và khả năng đồng phân hóa cũng được cải thiện hơn

Houblon viên là chế phẩm giàu lupulin trong đó có chứa toàn bộ tinh dầu, khả năng bảo quản các hoa viên phụ thuộc vào khâu đóng gói, loại bỏ không khí

Hình 6 Hoa houblon

Hình 7 Houblon cao Hình 8 Houblon viên

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang 10

Bảng 2 Thành phần hóa học của houblon (Tính theo % chất khô)

Vai trò của từng thành phần trong hoa houblon

 Chất đắng

- Chất đắng là chất có hoạt tính sinh học cao, tạo sức căng bề mặt giúp cho bia

có khả năng giữ bọt tốt

- Làm tăng độ bền sinh học và khả năng bảo quản cho bia

Thành phần của chất đắng trong hoa houblon đƣợc thể hiện qua hình 8:

Trong hoa houblon thì các chất nhựa đắng có giá trị nhất và nằm trong hạt lupulin Chúng tạo cho bia có vị đắng dịu rất đặc trưng, các chất này có hoạt tính sinh học cao, tạo sức căng bề mặt giúp cho bia có khả năng có khả năng giữ bọt lâu Với nồng độ khá thấp ở trong bia, các chất đắng có khả năng ức chế mạnh sự phát triển của vi sinh vật

 α - acid đắng (humulon): là hợp chất chủ yếu tạo vị đắng cho bia, có vị đắng mạnh và có khả năng kháng khuẩn α - acid đắng có 6 hợp chất: humulon, cohumulon, adhumulon, prehumulon, posthumulon, 4-deoxyhumulon Để xác định giá trị trong bia, hàm lượng α-acid đắng thường khoảng 4-7% Hàm lượng α-acid đắng cao làm tăng giá trị trong sản xuất bia

Nhựa mềm (2%)

Nhựa cứng (2%)

Hình 9 Các hợp chất đắng trong hoa houblon

(Nguồn: Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2009)

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang 11

Các α-acid đắng dễ bị oxy hoá khi tiếp xúc với không khí nên dễ bị biến chất trong trong thời gian dài và nhiệt độ cao Do đó trong quá trình tồn trữ, houblon phải được bảo quản kín, nhiệt độ 5÷15o

C

 β - acid đắng (lupulon): là dạng hợp chất tinh thể, màu trắng, nóng chảy ở nhiệt độ 92oC β - acid đắng bao gồm 4 hợp chất: lupulon, colupulon, adlupulon và prelupulon Trong dịch đường của β - acid đắng thấp hơn rất nhiều so với α - acid đắng Nếu bị oxy hóa β - acid đắng chuyển thành hulupon, nếu phản ứng kéo dài hulupon sẽ polyme hóa và trở thành nhựa mềm và sau đó là nhựa cứng

(Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2009).

 Nhựa mềm là sản phẩm ở giai đoạn đầu của quá trình polyme hoá Giai đoạn này thì độ đắng và khả năng kháng sinh chỉ còn một phần Tuy nhiên khả năng hoà tan cao nên độ đắng tạo ra trong dịch đường lớn

 Nhựa đắng là sản phẩm cuối cùng của quá trình polyme hoá Nhựa đắng không còn khả năng hoà tan vào dịch đường và bị thải theo cặn lắng

 Tinh dầu thơm

Tinh dầu thơm: là những chất lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu, tinh dầu thơm có mùi thơm rất mạnh, dễ hoà tan trong rượu ethylic nồng độ cao

và bay hơi khá nhanh ở nhiệt độ thường Hoa houblon chứa 0,5÷1,5% tinh dầu thơm, với những loại hoa houblon thơm có thể chứa tới 3÷4 %

Tinh dầu hoa houblon giúp cho bia có mùi thơm dễ chịu Tuy nhiên trong quá trình đun có 77-88% tinh dầu sẽ bị khếch tán trong hơi nước và bay ra ngoài Phần còn lại tồn đọng trong dịch đường nhưng sau đó lại mất đi trong quá trình lên men, cuối cùng tồn tại một lượng nhỏ ở dạng khá bền và gây cho bia mùi thơm đặc trưng

 Polyphenol (tanin)

Houblon chứa khoảng 2÷5% polyphenol tính theo thành phần chất khô Giá trị công nghệ lớn nhất của polyphenol là chúng dùng để kết lắng và loại bỏ các hợp chất protein cao phân tử ra khỏi dịch đường, làm ổn định thành phần và tăng độ bền keo của bia thành phẩm

Polyphenol bị oxy hoá tạo màu đỏ nâu và kết hợp với muối sắt thành các hợp chất đen, do những tính chất đó nên polyphenol là một trong những tác nhân gây đục

và ảnh hưởng đến màu sắc, mùi vị của bia

3.1.4 Nước

Trong công nghệ sản xuất bia, nước chiếm vị trí quan trọng bởi thành phần

và tính chất của nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình công nghệ và chất lượng thành phẩm Nước dùng để xử lý nguyên liệu, nấu dịch đường, vệ sinh nhà máy… đặc biệt trong thành phần của bia nước chiếm tới 90% Lượng nước sử dụng trong sản xuất bia thường trong khoảng 3,7-10,9 hl/hl bia

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang 12

Tùy theo mục đích sử dụng mà nguồn nước được xử lý với yêu cầu khác nhau, trong đó nước nấu trong sản xuất bia phải được xử lý đúng quy trình và phải đạt được tiêu chuẩn về nước nấu bia

 Ảnh hưởng của hàm lượng muối trong nước đến chất lượng của dịch đường

Hàm lượng các muối trong nước rất khác nhau, do đó khả năng tác động và ảnh hưởng của chúng đến tiến trình công nghệ cũng khác nhau phụ thuộc vào hàm lượng các ion trong nước mà dẫn đến những ảnh hưởng khác nhau

- Ion Ca2+có mặt trong các loại nước ngầm Hàm lượng của nó dao động trong một khoảng khá rộng 5÷250 mg/l (tính theo CaO) Nó tồn tại nhiều nhất ở các dạng Ca(HCO3)2, CaSO4, hai muối này ảnh hưởng trái ngược nhau Muối bicacbonat thì có hại vì nó làm giảm độ chua của dịch đường hoá do tác dụng với muối photphat của malt

2KH2PO4 + Ca(HCO3)2 → K2HPO4 + CaHPO4 + 2H2O + 2CO2

- Muối CaSO4 làm tăng độ chua của dịch cháo Tác động này rất có lợi cho quá trình đường hoá

4K2HPO4 + 3CaSO4 → Ca3(PO4)2 + 2KH2PO4 + 3K2SO4

- Trong sản xuất để tăng cường sự hoạt động của enzyme trong nhiều trường hợp người ta bổ sung thêm thạch cao (CaO), CaCl2

- Mg2+ dao động trong khoảng 3÷100mg/l Chúng có ảnh hưởng tương tự như ion Ca2+ Tuy nhiên nếu hàm lượng MgSO4 cao sẽ gây vị đắng khó chịu cho bia

- Ion Na+ tồn tại trong nước dưới dạng Na2CO3, NaHCO3, Na2SO4 Nếu hàm lượng cao sẽ có vị đắng khó chịu nhưng muối ăn với hàm lượng khoảng 200mg/l sẽ tạo vị đậm đà cho bia

- Đối với công nghệ sản xuất bia thì sắt là yếu tố quan trọng Nó tồn tại trong nước dưới dạng Fe(HCO3)2 Với hàm lượng cao chúng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của malt và bia Ở giai đoạn ngâm, trên vỏ hạt bị kết tủa một lớp mỏng Fe(OH)3 Lớp vỏ này ngoài ảnh hưởng đến màu sắc (đỏ nâu), mùi vị lạ cho sản phẩm mà còn ảnh hưởng đến tốc độ hút nước của hạt và làm chậm trễ tiến trình sản xuất Ngoài ra nó còn xúc tác quá trình oxy hóa trong bia, làm giảm độ bền keo và tạo độ đục cho sản phẩm, nồng độ tối đa cho phép của sắt là 0,2÷0,5 mg/l

- Hàm lượng SO42- trong nước dao động trong khoảng 2÷250mg/l Nếu cao quá sẽ làm giảm vị đắng của hoa houblon, làm ức chế hoạt động của vi sinh vật

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang 13

- Trong nước chứa nhiều nitrat và nitrit Nếu hàm lượng cao chứng tỏ nước nhiễm bẩn Ngoại trừ Ca(NO3)2, Mg(NO3)2 tất cả các muối nitrat và nitrit đều không ảnh

* Yêu cầu chất lượng nước dùng trong sản xuất bia

Nước trước khi đưa vào sản xuất phải qua xử lý và đạt được các yêu cầu sau :

Nước ……… Phải trong suốt, không có vị lạ

< 200 (mg/l)

< 100 (mg/l) Hàm lượng muối CaSO4 < 200 (mg/l)

NH3 Không được phép có

Asen Không được phép có

Chuẩn số Ecoli 300 ml/1 tế bào

Chỉ số Ecoli < 3 tế bào/l

3.1.5 Nấm men

Nấm men là loài vi sinh vật đơn bào, có

khả năng sống trong môi trường dinh dưỡng có

chứa đường, nito, photpho và các chất hữu cơ, vô

cơ khác Trong đó, men sẽ chuyển hóa dịch

đường từ malt gạo thành rượu và CO2.Với các

giống men khác nhau có thể sản xuất ra các loại

bia có chất lượng khác nhau cùng hương vị đặc

trưng riêng của nó

Nhà máy bia Sài Gòn-Sóc Trăng sử dụng phương pháp lên men chìm, nấm men được sử dụng là Saccharomyces carlsbergensis Đặc điểm của nấm men Saccharomyces carlsbergensis: có hình cầu hoặc hình elip, kích thước trung bình 4-7μm, sinh sản bằng cách nảy hồi hay sinh bào tử

Nấm men chìm thích nghi với điều kiện sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ thấp, chúng phân bố dưới tầng sâu của dịch đường trong thiết bị lên men Khi quá trình lên men chính kết thúc thì phần lớn lượng sinh khối đã bị kết lắng

Nấm men sử dụng để lên men là nấm men ở đời thứ tư được chuyển từ tổng Công ty về nhà máy và được bảo quản ở nhiệt độ 4o

C Đời nấm men sử dụng để lên

Hình 10 Nấm men chìm Carlsbergensis Hình 10 Nấm men chìm Carlsbergensis

Nấm men Saccharomyces gồm những thành phần chủ yếu sau: vách tế bào, màng tế bào chất, tế bào chất:

Cấu tạo tế bào nấm men

Vách tế bào: cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau Trong đó chủ yếu là glucan, protein, lipid và một số thành phần nhỏ khác như kitin, volutin

Màng tế bào chất: nằm sát vách tế bào, có cấu tạo chủ yếu là lipoprotein, giữ vai trò điều hòa vận chuyển các chất dinh dưỡng cho tế bào

Tế bào chất gồm có mạng lưới nội chất là vị trí của nhiều hệ thống enzyme khác nhau, đảm bảo sự vận chuyển vật chất cho tế bào và các cấu tử khác nhau như

bộ máy golgi, riboxom, không bào

Thành phần hoá học của tế bào nấm men

Thành phần hóa học của tế bào nấm men Saccharomyces khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện môi trường nuôi cấy, thành phần các chất dinh dưỡng trong môi trường nuôi cấy và tình trạng sinh lý của tế bào Nấm men ép có chứa 70÷75% nước, 25÷30% còn lại là chất khô

Nước: bao gồm phần nước nằm bên ngoài tế bào là phần nước nằm trong khoảng trống giữa tế bào và nước nằm bên trong tế bào (nội bào) là phần nước nằm bên trong tế bào chất của tế bào

Carbonhydrate gồm: polysaccharide, glycogen, trehalose (12÷12,5%),

mannan (18,7÷24.9%), glucan (9,47÷10,96%) và chitin

Chất mỡ của nấm men là mỡ trung tính glycerol, photpholipid, sterol tự do

và nhiều sterol, ester

Tro chiếm 6,5÷12% Lượng chất khô trong nấm men dao động tùy theo môi trường nuôi cấy

* Yêu cầu kỹ thuật của nấm men trong sản xuất bia của nhà máy

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang 15

Chỉ tiêu lựa chọn nấm men bia

Quá trình sinh trưởng của nấm men gồm các pha: pha tiềm sinh, pha tăng trưởng, pha cân bằng và pha suy vong Trong tiềm sinh nấm men hầu như không sinh sản, trong pha thứ hai nấm men bắt đầu nảy chồi mạnh và lên men Trong pha cân bằng sinh trưởng của nấm men ổn định và lên men mạnh Ở pha cuối cùng, sự sinh sản hầu như ngừng lại và bắt đầu kết lắng

Khả năng kết lắng của nấm men có vai trò rất quan trọng trong nấu bia Men chìm kết lắng ở dạng bông dưới đáy các thùng lên men còn men nổi thì nổi lên bề mặt dịch lên men

Sức lên men là điều quan trọng nhất trong thực tế sản xuất Trong sản xuất bia thường chọn những giống lên men mạnh và tạo cho bia có mùi vị đặc trưng, thơm ngon Tốc độ lên men tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố: khả năng lên men của nấm men, hoạt tính sinh lý và số lượng tế bào của chúng trong môi trường, phụ thuộc vào nhiệt độ, pH, thành phần hoá học của dịch lên men,

3.1.6 Phụ gia trong sản xuất

Trong công nghệ sản xuất bia, ngoài những nguyên liệu không thể thay thế còn có một số loại phụ gia được sử dụng trong quy trình công nghệ sản xuất bia Tùy theo yêu cầu kỹ thuật công nghệ mà sử dụng chúng với những hàm lượng khác nhau, phụ gia được chia thành 2 nhóm chính:

Nhóm phụ gia gián tiếp

Gồm những nguyên liệu và hóa chất được sử dụng trong quy trình công nghệ nhưng không được phép tồn tại trong sản phẩm

- Hóa chất sử dụng để tẩy rửa máy móc, thiết bị: NaOH, NaCl, HNO3,

H3PO4

- Chất trợ lọc trong sản xuất bia: thường được sử dụng phổ biến nhất hiện nay là diatomit và peclit

Nhóm phụ gia trực tiếp

Gồm những nguyên liệu và hóa chất được phép có mặt trong sản phẩm với

sự kiểm soát chặt chẽ về hàm lượng cho phép

- Acid lactic: tạo môi trường pH thuận lợi để các enzyme amylase hoạt động, đồng thời hạ pH của môi trường xuống điểm đẳng điện để kết tủa protein

- Acid sulfuric: cho vào nồi gạo tạo pH môi trường thích hợp cho các enzyme α, β-amylase có trong malt lót hoạt động, giúp tăng khả năng phân giải tinh bột

- CaCl2: tăng độ bền vững và khả năng chịu nhiệt của các enzyme ở nhiệt độ cao, tăng khả năng trao đổi chất của nấm men trong quá trình tổng hợp

- ZnCl2: cung cấp ion Zn2+ kích thích sự phát triển của nấm men

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang 16

- Caramel: cho vào dịch nha khi đun sôi với houblon để tạo độ màu cho bia

3.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT TỔNG QUÁT BIA SÀI GÕN ĐỎ

Hình 11 Sơ đồ quy trình sản xuất bia

Bia hơi

HỒ HÓA ĐUỜNG HÓA LỌC DỊCH ĐƯỜNG

Thu hồi CO 2

ĐUN SÔI LẮNG

LÀM LẠNH NHANH LÊN MEN CHÍNH

LÊN MEN PHỤ

Nấm men thuần chủng

Phụ gia lên men

Houblon ZnCl 2

Caramel

LỌC BIA

BÃO HÒA CO 2

TÀNG TRỮ CHIẾT

Bả bột + xác men Bột trợ lọc

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang 17

3.3 THUYẾT MINH CÔNG ĐOẠN NẤU NƯỚC NHA

3.3.1 Sơ đồ công đoạn nấu nước nha

Thành phần nguyên liệu cho một mẻ nấu

+ Houblon viên thơm: 2,97kg

- Phụ gia sử dụng + Acid H2SO4 (ml/tấn): 32ml + CaCl2: 1,8kg

+ Acid lactic: 300ml + ZnCl2: 4g

Mục đích nấu nước nha

Quá trình này nhằm chuyển các chất không hòa tan trong bột malt có phân

tử lượng lớn về dạng hòa tan Tuy nhiên, cần quan tâm đến chất lượng của nước nha trong sản xuất bia bằng việc hạn chế thành phần tanin trong vỏ malt hòa tan gây vị đắng cho sản phẩm về sau

Trong bột malt chỉ có 15% chất hòa tan và hiệu suất hòa tan trong mẻ nấu đạt từ 78÷80%, Các chất hòa tan có sẵn trong malt thường là: đường, dextrin,

Hình 12 Sơ đồ công đoạn xử lý nước nha

GIẢI NHIỆT NHANH

NGHIỀN ĐỊNH LƯỢNG TÁCH TẠP CHẤT

MALT

ĐƯỜNG HÓA

LẮNG CẶN ĐUN SÔI

LỌC DỊCH ĐƯỜNG

Houblon Caramel ZnCl2

CaCl2

NƯỚC NHA

TÁCH TẠP CHẤT ĐỊNH LƯỢNG GẠO

NGHIỀN

HỒ HÓA Malt lót H

2SO4

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang 18

các chất vô cơ và một phần là protein Các chất không hòa tan trong malt cần chuyển hóa gồm phần lớn là tinh bột, vỏ trấu, một phần protein có phân tử lượng cao và một số chất hỗn hợp khác, khi nấu xong sẽ được giữ lại trong bã hèm

3.3.2 Xử lý nguyên liệu

3.3.2.1 Làm sạch nguyên liệu

Mục đích: nhằm loại bỏ các tạp chất lẫn vào trong nguyên liệu như cát, đá,

kim loại lẫn vào

Thực hiện

Tiến hành nhập malt và gạo vào silo cần phải theo dõi số lượng nhập silo để tránh hiện tượng quá tải hoặc nghẹt gàu tải Khi đủ số lượng nhập, ngưng đỗ nguyên liệu vào phễu và kết thúc quá trình nhập

Trước khi tiến hành làm sạch malt và gạo công nhân bậc contact khởi động

hệ thống sàng và xích tải để tiến hành quá trình làm sạch malt và gạo Trong quá trình vận hành thiết bị, công nhân cần phải thường xuyên theo dõi tình trạng hoạt động của thiết bị để có thể phát hiện và sửa chữa kịp thời khi có sự cố xảy ra

Malt và gạo chứa trong các silô được xích tải chuyển đến hệ thống sàng rung để tách rơm, rác, sau đó được chuyển đến máy tách đá nhằm loại bỏ đất đá lẫn vào nguyên liệu Ở mỗi cửa ra của hệ thống sàng và tách đá đều có bố trí nam châm để hút kim loại

3.3.2.2 Nghiền malt, gạo

Nghiền nguyên liệu nhằm tăng diện tích tiếp xúc với nước làm cho sự hòa tan của nội nhũ vào trong nước sẽ nhanh hơn và thúc đẩy quá trình hút nước trương

nở của hạt tinh bột, đồng thời rút ngắn quá trình thủy phân của enzyme

Có nhiều phương pháp nghiền nguyên liệu, ở đây nhà máy sử dụng phương pháp nghiền thô là chủ yếu Khi nghiền nguyên liệu thì mức độ mịn giữa gạo và malt sẽ khác nhau:

Gạo là nguyên liệu chưa nảy mầm vì thế chưa có sự tác động của enzyme, cấu trúc của hạt còn rất cứng và ở trạng thái này chúng rất khó bị thủy phân Để đạt được mục tiêu cuối cùng là trích ly hoàn toàn các chất hòa tan, do đó biện pháp tốt nhất là nghiền chúng thật mịn nhờ đó mà qua khâu hồ hóa ở nhiệt độ cao sẽ phá vỡ hoàn toàn cấu trúc tinh bột

Malt: mức độ nghiền của malt phải thỏa mãn nhu cầu thu nhiều chất hòa tan nhất mà không làm dịch đường bị đắng chát khó chịu do các thành phần có trong

vỏ malt Xenluloza, linhin, polyphenol và một ít pentozan những thành phần này

ở vỏ malt không hòa tan trong nước và không hề bị thay đổi cấu trúc dưới tác dụng của enzyme trong malt Tuy nhiên, lớp vỏ malt lại giữ được vai trò như lớp màng lọc Nếu nghiền malt quá mịn làm cho các mương dẫn bị tắc, cản trở quá trình lọc

Mức độ nghiền malt phụ thuộc vào cấu trúc của nó, đồng thời còn phụ thuộc

vào thiết bị và phương pháp lọc bã

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang 19

3.3.3 Quá trình nấu – đường hóa nguyên liệu

3.3.3.1 Quá trình hồ hóa – dịch hóa

Hồ hóa

Tinh bột không hòa tan trong nước lạnh, không hòa tan trong dung môi hữu

cơ trung tính Khi gia nhiệt thì thể tích của khối bột tăng lên, các hạt tinh bột bị nén chặt, sau cùng chúng bị vỡ ra và tạo thành một dung dịch nhớt Như vậy, hồ hóa có nghĩa là trương nở và làm vỡ tung các hạt tinh bột trong nước nóng nhờ đó các phân

tử tinh bột được giải phóng tự do vào dung dịch nhớt và dễ dàng bị tấn công hơn bởi các enyme amylase

Độ nhớt của dung dịch phụ thuộc vào lượng nước pha vào và tùy theo cấu trúc của từng loại tinh bột Quá trình này gọi là hồ hóa xảy ra ở nhiệt độ khác nhau tùy theo từng loại nguyên liệu

Dịch hóa

Với β - amylase chỉ có thể cắt từ từ vào cuối mạch của amylose và cuối mạch nhánh của amylopectin và cứ cắt 2 gốc một như vậy Dưới tác dụng của α - amylase các chuỗi dài amylose và amylopectin sẽ bị nhanh chóng cắt đứt thành những chuỗi nhỏ hơn, các sản phẩm tạo ra trong giai đoạn này là dextrin phân tử

cao và một lượng nhỏ đường Vì vậy, độ nhớt trong mẻ nấu giảm rất nhanh Dịch

hóa có nghĩa là làm giảm độ nhớt trong dung dịch tinh bột đã hồ hóa bởi α - amylase

Những biến đổi trong nồi gạo

Nhờ quá trình hồ hóa-dịch hóa mà làm trương nở và phá vỡ các hạt tinh bột

trong dịch hồ nóng, nhờ vậy các enzyme amylase sẽ dễ tác dụng hơn là tinh bột chưa hồ hóa và làm giảm độ nhớt trong dung dịch tinh bột đã hồ hóa bởi α - amylase Quá trình này xảy ra ở nồi nấu gạo được tiến hành thông qua các bước:

Gạo là nguyên liệu chưa nảy mầm và không có hệ enzyme để phân cắt tinh bột, làm giảm độ nhớt trong dịch thủy phân Yêu cầu nồi gạo phải được hồ hóa hoàn toàn mới có tác động tốt cho những giai đoạn kế tiếp, quá trình được thực hiện như sau:

Dưới nồi gạo được chuyển 3.5hl nước làm lớp đệm cho việc hòa malt lót lần

1 với khối lượng 20kg nhằm cung cấp hệ enzme amylase để thủy phân tinh bột Bột gạo từ silo được chuyển qua hệ thống ống đến nồi nấu gạo, với nước phối trộn(15hl) cũng được bơm vào cùng thời điểm đó với nhiệt độ 45oC Thời gian xuống bột gạo

là 10 phút Trong quá trình xuống gạo, thì tiến hành bổ sung acid H2SO4 đậm đặc để:

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang 20

- Xúc tác thủy phân tinh bột tốt hơn

- Điều chỉnh pH về 5,4-5,6 để hoạt hóa enzyme amylase có trong malt

- Ion SO2- kết hợp tạo kết tủa với một số ion có trong nước Kết tủa này lắng xuống sẽ kéo theo chất bẩn, giúp quá trình lắng lọc nhanh hơn

Giai đoạn gia nhiệt 72 o C lần 1: từ nhiệt độ 30o

C nâng lên 72oC trong 15-20 phút và giữ nhiệt trong 20 phút nhằm tạo nhiệt độ tối thích và thời gian thích hợp cho enzyme α-amylase có trong malt lót (20kg malt lót lần 1 được bổ sung ở giai đoạn này nhằm thúc đẩy quá trình dịch hóa và giúp cho quá trình hồ hóa được thuận lợi) hoạt động phân cắt các liên kết 1,4-glucozit tạo thành glucose và các dextrin mạch ngắn hơn, có tác dụng làm giảm nhanh độ nhớt của dịch cháo Ở giai đoạn này khi mới gia nhiệt, tinh bột sẽ hút nước trương nở do đó làm tăng độ nhớt dịch cháo, lúc này cánh khuấy ở nồi gạo hoạt động với tốc độ nhanh để tránh hiện tượng dịch cháo bị cháy khét, đến khi giữ nhiệt cánh khuấy sẽ quay với tốc độ chậm lại Giai đoạn này được gọi là giai đoạn dịch hóa sơ bộ

Giai đoạn nâng nhiệt lên 83 o

C: từ nhiệt độ 72oC nâng lên 83oC trong 10 phút và giữ trong 5-10 phút để giúp cho quá trình hồ hóa tinh bột diễn ra nhanh hơn

và triệt để hơn (tinh bột gạo bị hồ hóa ở nhiệt độ 83oC ), ở giai đoạn này các phân tử tinh bột hút nước trương nở mạnh, mạch tinh bột duỗi thẳng ra giúp tinh bột thủy phân nhanh hơn, do đó độ nhớt dịch cháo tăng đáng kể làm cho khối cháo đặc sệt

lại Giai đoạn này còn được gọi là giai đoạn hồ hóa sơ bộ

Giai đoạn hạ nhiệt độ xuống 72 o C lần 2: hạ nhiệt độ từ 83oC xuống 72o

C trong 8-10 phút và giữ nhiệt trong 25 phút mới bổ sung malt lót lần 2 vào nhằm làm giảm độ nhớt và tạo điều kiện cho enzyme α-amylase tiếp tục phân cắt mạch tinh bột thành các dextrin mạch ngắn Nếu không hạ nhiệt độ mà bổ sung malt vào sẽ làm vô hoạt enzyme, bởi vì enzyme này chỉ hoạt động ở nhiệt độ tối thích từ

72-76 oC

Giai đoạn nâng nhiệt lên 100 o

C: tiếp tục cấp hơi để nâng lên 100oC trong

20 phút và giữ trong 10-15 phút để hồ hóa hoàn toàn tinh bột, là giai đoạn cuối của quá trình hồ hóa Đây là giai đoạn cung cấp nhiệt lượng cần thiết để phá vỡ triệt để cấu trúc của các hạt tinh bột còn sót lại khi hồ hóa, tạo điều kiện thuận lợi để khi hội cháo qua nồi malt quá trình dịch hóa và đường hóa diễn ra dễ dàng và nhanh chóng Trong suốt quá trình nấu pH được duy trì ở mức 5,5-5,6 là pH thích hợp cho quá trình hồ hóa, đồng thời ở nhiệt độ này dịch cháo được tiệt trùng

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang 21

3.3.3.2 Quá trình đường hóa

Mục đích của đường hóa nguyên liệu

Nhằm chuyển các thành phần chính của malt và thế liệu thành những chất hòa tan trong nước và loại bỏ những chất không hòa tan ra ngoài bao gồm phần lớn

là tinh bột, vỏ trấu, một số protein có phân tử lượng cao và một số chất hỗn hợp khác Các chất tan vào trong dung dịch gọi là chất chiết hay dịch hỗn hợp sau khi đường hóa Các chất tan là đường, dextrin, acid vô cơ và một số protein

Trong quá trình đường hóa α–amylase tuần tự phân cắt các chuỗi của amylose và amylopectin thành dextrin có từ 7-12 gốc glucose còn lại, β–amylase tách

2 gốc từ đuôi còn lại của α–amylase đã cắt Trong quá trình đường hóa cần phải kiểm tra lượng tinh bột và dextrin chưa phân cắt bằng dung dịch iodine 0,02N để tránh trường hợp làm đục cho bia

Các yếu tố tác động quá trình đường hóa

Nội nhũ trong malt là phân chuyển hóa chậm, để tạo điều kiện phá vỡ nội nhũ mà không thủy phân protein thì nên trộn bột với nước 32-35o

C do glucanaza có thể hoạt động ở nhiệt độ này và tạo điều kiện cho các enzyme khác hoạt động tấn công nội nhũ nhưng không hề phân cắt protein xảy ra ở giai đoạn này

Trong quá trình đường hóa, khuấy giữ một vai trò quan trọng Cánh khuấy hoạt động nhờ moto và có thể điều chỉnh tốc độ quay cho phù hợp từng lúc Khi gia nhiệt cần tăng tốc quay đảm bảo truyền nhiệt đều cho toàn bộ khối dịch Khi giữ nhiệt thì giảm tốc độ quay để tránh thất thoát nhiệt Nếu để cánh khuấy quay quá mạnh thì tạo điều kiện cho oxy xâm nhập vào tạo lực kéo, đồng thời làm biến đổi cấu trúc các hợp chất có trong dịch hèm

Khả năng hòa tan của không khí vào dịch tùy thuộc vào nhiệt độ và nồng độ dịch Nếu để không khí hòa vào dịch đường nhiều sẽ làm sẫm màu dịch đường và màu bia, hương vị bia kém

SVTH: Lương Thị Ngọc Bích Trang 22

Những biến đổi trong nồi đường hóa

Lượng malt sử dụng nấu cho mẻ lớn là 1500kg cùng với lượng nước 49 hl

Giai đoạn phối trộn

Khi nồi gạo đạt 88o

C trong quá trình nâng nhiệt lên 100oC bắt đầu bổ sung malt lót lần 2, thì nồi malt bắt đầu xuống malt và nước, thời gian nhập liệu vào nồi khoảng 28 phút cùng lúc đó cánh khuấy cũng bắt đầu hoạt động

Sau khi xuống bột malt xong thì tiến hành đổ CaCl2 và acid lactic 150 mg/mẻ vào nhằm mục đích:

+ Bổ sung Ca2+ để tác dụng với muối phosphat trong malt làm tăng độ acid của hồ malt, giúp cho quá trình thuỷ phân tạo dịch đường diễn ra thuận lợi hơn, tăng hiệu suất chất hòa tan

+ Đặc biệt tăng tính bền nhiệt cho α-amylase, vì Ca2+ tham gia vào quá trình hình thành và ổn định cấu trúc bậc 3 của amylase

+ Hỗ trợ các quá trình tiếp theo: cải thiện tốc độ lọc hèm, làm tăng tốc độ lắng

+ Bổ sung acid lactic vào để điều chỉnh pH nồi malt tạo môi trường thích hợp cho enzyme thuỷ phân tinh bột

Giai đoạn 65 o

C

Xuống bột malt hoàn tất thì hỗn hợp được nâng lên 50o

C trong 20 phút và giữ trong thời gian 0-10 phút tùy vào chất lượng nguyên liệu Nếu kéo dài thời gian đường hóa ở 50oC sẽ làm cho bọt bia bị phân hủy ở nhiệt độ này làm sản phẩm bia tạo ra ít bọt

Dịch cháo (nồi gạo) được bơm vào nồi malt trong 15-35 phút, được phối trộn với nhau khoảng 10-15 phút, trong lúc đó cánh khuấy hoạt động liên tục để giúp quá trình phối trộn được đều và đạt yêu cầu 65o

C và được giữ ổn định ở 25 phút Trong nồi phối trộn pH được giữ ở 5,5÷5,7 vì đây là thời điểm đường hóa, β-amylase sẽ hoạt động mạnh để thủy phân tinh bột thành đường maltose, dextrin Nhờ cánh khuấy và việc bơm hồ cháo từ nồi gạo từ từ qua nồi malt nên không xảy

ra hiện tượng tăng cao nhiệt độ cục bộ trong nồi malt làm vô hoạt enzyme

Tuy nhiên, β-amylase không phân cắt được các liên kết α-1,6 glycoside trong mạch amylopectin Nên tác dụng của enzyme chỉ phân giải khoảng 64÷65% amylopectin thành maltose, phần còn lại là các dextrin bậc cao Sản phẩm chủ yếu trong giai đoạn này là maltose, tức là chất tan lên men được